专题06 机械能-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

十年（2012-2021）高考物理真题分项详解（山东专版） 专题06 机械能 1、 山东省最近10年高考物理分析： 2021年，单独命题，单科 2020年，单独命题，单科 2019年，全国I卷，理综物理 2018年，全国I卷，理综物理 2017年，全国I卷，理综物理 2016年，全国I卷，理综物理 2015年，单独命题，理综物理 2014年，单独命题，理综物理 2013年，单独命题，理综物理 2012年，单独命题，理综物理 二、2012-2021年高考物理试题全解全析： 1、（2012·山东卷·T16）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v﹣t图象如图所示．以下判断正确的是（　　） A．前3s内货物处于超重状态 B．最后2s内货物只受重力作用 C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同 D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒 【考点】匀变速直线运动的图象；牛顿运动定律的应用﹣超重和失重；机械能守恒定律．菁 【分析】根据v﹣t图象可知道物体的运动过程和性质，也可求出对应的加速度，前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上． 匀变速直线运动平均速度，只有重力或弹力做功时机械能守恒． 【解析】A、前3s内货物向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上，所以处于超重状态，故A正确； B、最后2s内货物的加速度a＝＜g，所以还受到绳子的拉力，故B错误； C、前3s内的平均速度，最后2s内货物的平均速度，所以前3s内与最后2s内货物的平均速度相同，故C正确； D、第3s末至第5s末的过程中，货物匀速运动，绳子的拉力等于重力，绳子的拉力做正功，机械能不守恒，故D错误。 故选：AC。 【点评】该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、平均速度公式、机械能守恒条件等知识点．本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析，难度适中． 2、（2012·山东卷·T22）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m＝0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ1＝0.4．工件质量M＝0.8kg，与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1．（取g＝10m/s2） （1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h． （2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动． ①求F的大小． ②当速度v＝5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离． 【考点】牛顿第二定律；平抛运动；动能定理．菁优网版权所有 【分析】（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理求解 （2）对物体、工件和物体整体分析，根据牛顿第二定律求解 （3）根据平抛运动的规律和几何关系求解． 【解析】解（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得： mgh﹣μ1mgL＝0 代入数据得： h＝0.2m…① （2）①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得 cosθ＝…② 根据牛顿第二定律，对物体有 mgtanθ＝ma…③ 对工件和物体整体有 F﹣μ2（M+m）g＝（M+m）a…④ 联立①②③④式，代入数据得 F＝8.5N…⑤ ②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为 x2，由运动学公式可得 h＝…⑥ x1＝vt…⑦ x2＝x1﹣Rsinθ…⑧ 联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得 x2＝0.4m 答：（1）P、C两点间的高度差是0.2m； （2）F的大小是8.5N； （3）物块的落点与B点间的距离是0.4m． 【点评】该题考查了动能定理、牛顿第二定律、平抛运动的规律多个知识点，关键要对物体进行受力和过程分析． 3、（2013•山东）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M＞m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（　　） A．两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加 C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 【考点】功能关系；机械能守恒定律．菁优网版权所有 【分析】机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功，发生的能量转化为重力势能和弹性势能的转化，不产生其他形式的能量